Bateriile cu litiu vin de obicei în două forme: cilindrice și pătrate. Interiorul bateriei adoptă o structură de înfășurare în spirală, care este separată între electrozii pozitivi și negativi cu un material izolator de film de polietilenă foarte fin și foarte permeabil. Electrodul pozitiv include un colector de curent compus din oxid de litiu cobalt (sau nichel litiu cobalt mangan, manganat de litiu, fosfat de litiu feros etc.) si folie de aluminiu. Electrodul negativ constă dintr-un colector de curent format din material carbonic grafit și folie de cupru. Bateria este umplută cu o soluție de electrolit organic. De asemenea, este echipat cu o supapă de siguranță și un element PTC (utilizare parțial cilindric) pentru a proteja bateria de deteriorare în cazul unor condiții anormale și scurtcircuite la ieșire.
Tensiunea unei baterii cu litiu cu o singură celulă este de 3,7 V (3,2 V pentru electrodul pozitiv al fosfatului feros de litiu), iar capacitatea bateriei nu este infinită, așa că este adesea necesar să se facă în serie și în paralel bateria cu litiu cu o singură celulă pentru a îndeplini cerințele diferitelor ocazii.